KR102588006B1

KR102588006B1 - High heat transfer hollow core extruded screw assembly

Info

Publication number: KR102588006B1
Application number: KR1020197011273A
Authority: KR
Inventors: 라본 웬저; 앨런 씨. 스펠마이어; 필립 비. 빌츠
Original assignee: 웬저 매뉴팩쳐링 엘엘씨
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2018-02-15
Publication date: 2023-10-11
Also published as: PL3503740T3; US20190299179A1; AU2018221028A1; JP2020510513A; US20190299178A1; US10893688B2; MX2019004537A; CA3041092A1; EP3503740A4; KR20190109382A; US11039629B2; BR112019008044A2; JP7153013B2; AR111102A1; US11241026B2; AR124673A2; US10434483B2; US20180229197A1; MX2023000361A; AU2018221028B2

Abstract

고열 전달, 중공 코어 압출 스크루(50, 52, 124, 126, 190)는 길이를 따라서 나선형 플라이트(56, 132, 134, 194)를 구비하는 세장형 중공 코어 샤프트(54, 128, 130, 192)를 포함한다. 플라이트(132, 134, 194)는 또한 중공 코어 샤프트(54, 128, 130, 192)와 연통하는 중공 구성일 수 있다. 중공 코어 샤프트(54, 128, 130, 192) 및 중공 플라이트(132, 134, 194) 내로 열교환 매체(예를 들어, 증기)를 전달하기 위한 구조물(88, 90)이 제공된다. 플라이트(56, 132, 134, 194)는 또한 전방의 역 피치 섹션(64, 162, 216)을 포함한다. 압출 스크루(50, 52, 124, 126, 190)는 트윈 스크루 처리 디바이스(20)의 일부로서 보완적인 쌍으로서 사용되도록 설계되고, 추가의 수분 없이, 디바이스(20)에서 처리되는 재료에 높은 수준의 열 에너지를 부여하도록 설계된다.High heat transfer, hollow core extrusion screws (50, 52, 124, 126, 190) have an elongated hollow core shaft (54, 128, 130, 192) with helical flights (56, 132, 134, 194) along its length. Includes. Flights 132, 134, 194 may also be of a hollow configuration in communication with hollow core shafts 54, 128, 130, 192. Structures 88, 90 are provided for conveying a heat exchange medium (e.g., steam) into the hollow core shafts 54, 128, 130, 192 and hollow flights 132, 134, 194. Flights 56, 132, 134, 194 also include forward reverse pitch sections 64, 162, 216. The extrusion screws 50, 52, 124, 126, 190 are designed to be used as a complementary pair as part of a twin screw processing device 20 and provide a high level of moisture to the material being processed in the device 20, without additional moisture. Designed to impart heat energy.

Description

고열 전달 중공 코어 압출 스크루 조립체High heat transfer hollow core extruded screw assembly

관련 출원에 대한 상호 참조Cross-reference to related applications

본 출원은 2017년 2월 15일자로 출원된 미국 가출원 제62/459,215호에 대해 우선권을 주장하며, 이 기초 출원의 전문은 참고로 본 명세서에 원용된다.This application claims priority to U.S. Provisional Application No. 62/459,215, filed on February 15, 2017, the entirety of which is incorporated herein by reference.

발명의 분야field of invention

본 발명은 대체로 높은 육류 함량을 갖는 식품의 생산에 사용될 수 있는 고열 전달 트윈 스크루 처리 디바이스(예를 들어, 압출기)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 이러한 디바이스뿐만 아니라, 처리되는 재료 내로 증기의 직접 주입에 대한 필요성 없이 매우 높은 열 에너지 입력을 제공하는 상기 디바이스 내의 트윈 스크루에 관한 것이다. 이러한 것은 재료의 처리 동안 재료의 간접적인 가열을 위한 증기 주입 장치를 구비하는 독특한 중공 코어, 고열 전달 스크루 설계에 의해 얻어진다.The present invention generally relates to a high heat transfer twin screw processing device (e.g. extruder) that can be used in the production of food products with high meat content. More particularly, the invention relates to such a device, as well as twin screws within the device which provide very high thermal energy input without the need for direct injection of steam into the material being processed. This is achieved by a unique hollow core, high heat transfer screw design with a steam injection device for indirect heating of the material during its processing.

곡물, 전분, 지방 및 다른 성분을 함유하는 혼합물이 초기에 가열되고 혼합물을 부분적으로 조리되도록 사전 조정된 후, 단일 또는 트윈 스크루 압출기를 통해 처리되는 압출 기술을 사용하여 많은 애완 동물용 사료가 제조된다. 사전 조정은 초기에 건조된 혼합물을 세장형 하우징 내로 통과시키고, 하우징에서, 건조 혼합물은 주입된 증기 및/또는 물과 혼합되어, 혼합물이 하류 압출을 위해 보다 양호하게 조정되도록 한다. 압출 동안, 압출기 배럴을 통과하는 동안 혼합물 내로의 여전히 많은 양의 증기 및/또는 물을 주입하는 것이 일반적이다. 많은 제품 조리법에 대하여, 이러한 기존의 기술은 만족스럽다. 그러나, 최근 몇 년 동안, 생산자는 보다 많은 양의 신선한 육류를 사료 조리법에 통합하고자 하였다. 상대적으로 낮은 수준의 육류의 추가 시에, 전통적인 압출 처리 기술은 적합하다. 그러나, 높은 수준의 육류(예를 들어, 약 40 중량%보다 많은)를 통합하고자 할 때, 표준 사전 조정기(preconditioner)/압출기 장비는 적합하지 않을 수 있다. 한 가지 문제는 신선한 육류 제품이 매우 많은 수분을 가지며, 그러므로 사전 조정기 및/또는 압출기 내로 수분 첨가의 일반적인 단계는 제품을 너무 축축하게 하여 성공적으로 압출할 수 없다는 것이다.Many pet foods are manufactured using extrusion technology in which a mixture containing grains, starches, fats and other ingredients is initially heated and preconditioned to partially cook the mixture, and then processed through a single or twin screw extruder. . Pre-conditioning initially involves passing the dried mixture into an elongated housing, where the dry mixture is mixed with injected steam and/or water to make the mixture better conditioned for downstream extrusion. During extrusion, it is common to still inject large amounts of steam and/or water into the mixture while passing through the extruder barrel. For many product recipes, these existing techniques are satisfactory. However, in recent years, producers have sought to incorporate greater amounts of fresh meat into feed recipes. For relatively low levels of addition of meat, traditional extrusion processing techniques are suitable. However, when it is desired to incorporate high levels of meat (e.g., greater than about 40% by weight), standard preconditioner/extruder equipment may not be suitable. One problem is that fresh meat products have a very high moisture content, and therefore the usual steps of adding moisture into the preconditioner and/or extruder may result in the product being too wet to be extruded successfully.

관심 대상 문헌은 하기와 같다: 미국 특허 제3,255,814호, 제3,259,374호, 제3,386,708호, 제3,637,069호, 제3,776,529호, 제4,040,768호, 제4,372,734호, 제5,074,057호, 제5,547,277호, 제6,099,159호 및 제9,321,190호, 및 프랑스 특허 제FR2477429호.Documents of interest include: US Pat. No. 99,159 and No. 9,321,190, and French Patent No. FR2477429.

본 발명은 전술한 문제점을 극복하고, 반드시 압출기의 형태를 하지 않고 바람직하게는 제한된 오리피스 다이 구조(restricted orifice die structure)를 갖는 트윈 스크루 처리 디바이스를 제공한다. 일반적으로 말하자면, 본 발명의 가공 디바이스는 배럴 내에서 상기 배럴의 길이를 따라서 연장되는, 한 쌍의 세장형의 상호 맞물린, 축 방향으로 회전 가능한 나선형 스크루(elongated, intermeshed, axially rotatable, helical screw)와 함께, 재료 입구 및 처리된 재료 출구를 갖는 세장형 배럴을 포함한다. 스크루의 각각은 중공 코어를 갖는 세장형 샤프트와, 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 세장형 나선 플라이트 섹션(elongated helical flighting section)을 가지며, 중공 코어는 열교환 매체를 수용하도록 구성된다. 디바이스는 또한 배럴의 외부 지점으로부터 중공 코어 중 대응하는 코어 내로 각각 연장되는 한 쌍의 매체 전달 튜브(media delivery tube)를 갖는 매체 전달 조립체를 포함하며; 로터리 유니온(rotary union)과 같은 구조물은 중공 코어 내로 전달하기 위해 튜브에 매체를 공급하도록 전달 튜브와 동작 가능하게 결합된다.The present invention overcomes the problems described above and provides a twin screw processing device that is not necessarily in the form of an extruder and preferably has a restricted orifice die structure. Generally speaking, the processing device of the present invention includes a pair of elongated, intermeshed, axially rotatable, helical screws within a barrel and extending along the length of the barrel. Together, they include an elongated barrel having a material inlet and a processed material outlet. Each of the screws has an elongated shaft with a hollow core and an elongated helical flighting section extending outward from the shaft, the hollow core being configured to receive a heat exchange medium. The device also includes a media delivery assembly having a pair of media delivery tubes each extending from a point outside the barrel into a corresponding one of the hollow cores; A structure, such as a rotary union, is operably coupled with the delivery tube to supply media to the tube for delivery into the hollow core.

바람직한 형태에서, 나선형 스크루의 각각은 재료 입구로부터의 처리된 재료 출구를 향하고 이를 통해 재료를 운반하도록 동작 가능한 제1 나선형 플라이트 섹션, 및 처리된 재료 출구에 인접하며, 통과한 재료의 유동을 지연시키도록 동작 가능한 제2 나선형 플라이트 섹션을 가지며, 제1 및 제2 나선형 플라이트 섹션은 반대 방향(opposite hand)이다. 이러한 설계에서, 유동 지연 제2 나선형 섹션이 제1 나선형 섹션의 피치 길이보다 작은 피치 길이를 갖는 것이 바람직하다.In a preferred form, each of the helical screws has a first helical flight section operable to direct material from the material inlet to and convey material therethrough, and adjacent the processed material outlet and to retard the flow of material therethrough. and a second helical flight section operable to allow the first and second helical flight sections to be in opposite directions. In this design, it is desirable for the flow retarding second helical section to have a pitch length that is less than the pitch length of the first helical section.

중공 코어 스크루로부터 가장 큰 정도의 열전달을 제공하기 위해, 중공 코어 스크루는 중공 코어 및 중공 스크루가 서로 연통되는 일체형 주조 구성(integral, cast construction)일 수 있는 중앙 섹션이 설계된다. 실시예에서, 중앙 섹션의 나선형 스크루는, 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되고 반대로 향한 벽 세그먼트 사이에 나선형 천이 영역을 제공하는 한 쌍의 대향하는 이격된 벽 세그먼트를 가진다. 이러한 천이 영역은 중공 코어와 중공 스크루 사이의 장애없는 연통을 제공하기 위해 그 모든 길이 및 폭에서 개방된다. 또한, 중공 샤프트와 중공 스크루의 두께는 실질적으로 동일하다.To provide the greatest degree of heat transfer from the hollow core screw, the hollow core screw is designed with a central section, which may be of integral, cast construction, with the hollow core and hollow screw communicating with each other. In an embodiment, the helical screw of the central section has a pair of opposing spaced apart wall segments extending outwardly from the shaft and providing a helical transition region between the oppositely facing wall segments. This transition area is open in all its length and width to provide unobstructed communication between the hollow core and the hollow screw. Additionally, the thickness of the hollow shaft and the hollow screw are substantially the same.

본 발명의 스크루는 전형적으로 중공 코어를 갖는 세장형의 축 방향으로 회전 가능한 샤프트를 가지며, 샤프트의 반대편 단부에 있는 구동, 및 전방 베어링 구조물과 스크루를 결합하도록 동작 가능한 후방 연결 단부를 제공한다. 축 방향 보어는 샤프트의 전방 단부를 통해 연장되어, 보어를 통해 중공 코어 내로 열교환 매체 전달 튜브의 삽입을 허용한다. 또한, 스크루는 그 길이를 따라서 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 세장형의 나선형 플라이트를 가지며, 플라이트는 제1 섹션 및 제2의 짧은 섹션을 포함한다. 제1 및 제2 플라이트 섹션은 반대 방향이며, 제2 섹션은 제1 섹션과 베어링 구조물 사이에 위치되고, 제2 섹션의 축 방향 길이보다 적어도 약 3배 긴 축 방향 길이를 가진다.Screws of the present invention typically have an elongated, axially rotatable shaft with a hollow core, a drive at opposite ends of the shaft, and a rear connecting end operable to engage the screw with the front bearing structure. An axial bore extends through the front end of the shaft to allow insertion of a heat exchange medium delivery tube through the bore and into the hollow core. The screw also has elongated, helical flights extending outward from the shaft along its length, the flights comprising a first section and a second, shorter section. The first and second flight sections are oppositely oriented, and the second section is located between the first section and the bearing structure and has an axial length at least about three times longer than the axial length of the second section.

다른 실시예에서, 스크루는 플라이트의 길이를 따라서 안쪽으로 연장되는 나선형의 개방 상부 그루브(inwardly extending helical, open-top groove)가 제조되며, 이에 의해 그루브와 샤프트 코어 사이에 하부 벽을 획정한다. 복수의 이격된 구멍이 나선형 그루브와 샤프트 코어를 연통시키기 위해 하부 벽 또는 커버 부분(cover piece)을 통해 제공되고, 그루브 개방 상부는 적소에 용접된 나선형 커버(welded-in-place helical cover)를 사용하여 폐쇄된다.In another embodiment, the screw is manufactured with an inwardly extending helical, open-top groove along the length of the flights, thereby defining a lower wall between the groove and the shaft core. A plurality of spaced holes are provided through the lower wall or cover piece to communicate the helical groove with the shaft core, and the groove opening top uses a welded-in-place helical cover. It is closed.

도 1은 본 발명에 따른 트윈 스크루 처리 디바이스의 사시도;
도 2는 도 1의 디바이스의 일부를 형성하는 트윈 스크루 조립체의 부분도;
도 3은 트윈 스크루의 역 플라이트 섹션(reverse flight section)을 도시하는, 도 1의 디바이스의 전방 출구 단부의 파단 부분을 갖는 부분도;
도 4는 가공 디바이스의 내부 구성을 도시하는, 도 5의 선 4-4를 따라서 취한 부분 수직 단면도;
도 5는 도 4의 선 5-5을 따라서 취한 수직 단면도;
도 6은 트윈 스크루의 역 플라이트 섹션을 도시하는, 본 발명에 따른 다른 트윈 스크루 처리 디바이스의 전방 단부의 파단 부분을 갖는 부분도;
도 7은 도 6의 디바이스의 일부를 형성하는 트윈 스크루 조립체의 부분도;
도 8은 그 트윈 스크루 조립체의 전체 구성을 도시하는, 도 6의 디바이스의 단면도;
도 9는 도 8의 선 9-9을 따라서 취한 수직 단면도;
도 10은 도 1의 디바이스의 트윈 스크루의 중공 샤프트/중공 나선 구성을 도시하는 부분 단면도;
도 11은 도 6 실시예의 트윈 스크루 조립체의 일부를 형성하는 구동 연결부 및 증기 디퓨저를 도시하는 부분 분해 사시도;
도 12는 본 발명에 따른 다른 중공 코어 스크루 실시예의 사시도;
도 13은 도 12의 스크루의 부분 입면도;
도 14는 그 내부 구성을 도시하는, 도 12의 스크루의 부분 수직 단면도;
도 15는 도 12의 스크루의 부분 확대 확대 단면도;
도 16은 도 12의 스크루의 또 다른 부분 확대 단면도;
도 17은 도 14의 선 17-17을 따라서 취한 수직 단면도;
도 18은 도 14의 선 18-18을 따라서 취한 수직 단면도; 및
도 19는 높은 육류 함유 애완 동물용 사료의 생산을 위한 본 발명에 따른 처리 시스템을 도시하는 개략 블록도.1 shows a perspective view of a twin screw processing device according to the invention;
Figure 2 is a partial view of a twin screw assembly forming part of the device of Figure 1;
Figure 3 is a fragmentary view with a broken portion of the front exit end of the device of Figure 1, showing the reverse flight section of the twin screw;
Figure 4 is a partial vertical cross-sectional view taken along line 4-4 in Figure 5, showing the internal configuration of the processing device;
Figure 5 is a vertical cross-sectional view taken along line 5-5 in Figure 4;
Figure 6 is a partial view with a broken portion of the front end of another twin screw processing device according to the invention, showing the reverse flight section of the twin screw;
Figure 7 is a partial view of a twin screw assembly forming part of the device of Figure 6;
Figure 8 is a cross-sectional view of the device of Figure 6, showing the overall configuration of its twin screw assembly;
Figure 9 is a vertical cross-sectional view taken along line 9-9 in Figure 8;
Figure 10 is a partial cross-sectional view showing the hollow shaft/hollow helix configuration of the twin screw of the device of Figure 1;
Figure 11 is a partially exploded perspective view showing the drive connection and vapor diffuser forming part of the twin screw assembly of the Figure 6 embodiment;
Figure 12 is a perspective view of another hollow core screw embodiment according to the present invention;
Figure 13 is a partial elevation view of the screw of Figure 12;
Figure 14 is a partial vertical cross-sectional view of the screw of Figure 12, showing its internal configuration;
Figure 15 is a partially enlarged cross-sectional view of the screw of Figure 12;
Fig. 16 is another partially enlarged cross-sectional view of the screw of Fig. 12;
Figure 17 is a vertical cross-sectional view taken along line 17-17 in Figure 14;
Figure 18 is a vertical cross-sectional view taken along line 18-18 in Figure 14; and
Figure 19 is a schematic block diagram showing a processing system according to the invention for the production of high meat content pet food.

도면, 특히 도 1 내지 도 5를 참조하면, 가공 디바이스(20)가 도시되어 있다. 대체로 말하면, 디바이스(20)는 배럴(22) 내에 트윈 스크루 조립체(28)와 함께, 재료 입구(24) 및 반대편의 처리된 재료 출구(26)를 갖는 세장형의 관형 배럴(22)을 포함한다.Referring to the drawings, particularly FIGS. 1 to 5 , a processing device 20 is shown. Broadly speaking, device 20 includes an elongated tubular barrel 22 having a material inlet 24 and an opposing processed material outlet 26, with a twin screw assembly 28 within barrel 22. .

도시된 바와 같이, 배럴은 복수의 단부 대 단부로 상호 연결된 배럴 섹션(30, 32, 34 및 36)으로 만들어진다. 내부 라이너 조립체(38)는 섹션(30, 32, 34 및 36) 내에 위치되어 그 길이를 따라서 연장되며, 트윈 스크루 조립체(28)를 수용하는 한 쌍의 세장형의 병치된 연통 아치형 통로(40, 42)를 제공한다. 슬리브는 도 4에 가장 잘 도시된 바와 같이 최후방 개구(44)를 더 제공한다. 천공된 전방 벽(46)은 배럴의 반대편 단부에 위치되고, 거기에 고정된다. 추가적으로, 전방으로 돌출하는 베어링 하우징(48)은 전방 벽(46)의 외부면에 부착되고, 한 쌍의 나란한 관형 베어링을 그 내부에 가진다.As shown, the barrel is made of a plurality of end-to-end interconnected barrel sections 30, 32, 34 and 36. The inner liner assembly (38) is located within sections (30, 32, 34 and 36) and extends along its length and includes a pair of elongated, juxtaposed flue archways (40) that accommodate twin screw assemblies (28). 42) is provided. The sleeve further provides a rearmost opening 44, as best shown in Figure 4. The perforated front wall 46 is positioned at the opposite end of the barrel and secured thereto. Additionally, a forward-projecting bearing housing 48 is attached to the outer surface of the front wall 46 and has a pair of side-by-side tubular bearings therein.

트윈 스크루 조립체(28)는 디바이스(20)의 동작 방향성 동시 회전(directionally co-rotate)하도록 설계된, 동일하고 보완적인 제1 및 제2의 상호 맞물린 이중 플라이트 스크루(50 및 52)를 포함한다. 도 2 및 도 4를 참조하면, 스크루(50, 52)는 스크루 직경에 기초하여 1의 피치 길이를 갖는 샤프트(54)의 길이를 따라서 바깥쪽으로 연장되는 나선형 플라이트(56)을 갖는 세장형 샤프트(54)를 각각 가진다. 세장형 중앙 보어(58)는 실질적으로 샤프트(54)의 길이 전체에 걸쳐서 연장되며, 이에 의해 그 안에 중공 코어(60)를 생성한다. 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 플라이트(56)는 2개의 섹션, 즉 입구(24)로부터 처리된 재료 출구(26)를 향해 재료를 운반하고 이를 통과시키도록 동작 가능한 제1 섹션(62), 및 이를 통과한 재료의 유동을 지연시키도록 동작 가능한 제2 섹션(64)으로 분할된다. 이를 위해, 플라이트 섹션(62, 64)은 각각 반대 방향이다. 스크루(50, 52)의 최후방 단부에는 최후방의 스플라인 커넥터 단부(70, 72)를 갖는 구동 및 베어링 구조물(66, 68)이 제공되며; 단부(70, 72)는 스크루를 축 방향으로 회전시키기 위한 적절한 구동 구조물(도시되지 않음)과 짝맞춤되도록 설계된다. 스크루의 전방 단부는 하우징(48)의 관형 베어링 내에 수용되는 세장형 연장부(74, 76)를 구비한다(도 3).Twin screw assembly 28 includes identical and complementary first and second interlocking double flight screws 50 and 52 designed to directionally co-rotate the motion of device 20. 2 and 4, the screws 50 and 52 are an elongated shaft having helical flights 56 extending outwardly along the length of the shaft 54 with a pitch length of 1 based on the screw diameter. 54) respectively. The elongated central bore 58 extends substantially the entire length of the shaft 54, thereby creating a hollow core 60 therein. As best shown in Figure 3, flights 56 have two sections: a first section 62 operable to convey and pass material from an inlet 24 toward and through a processed material outlet 26; , and a second section 64 operable to retard the flow of material therethrough. For this purpose, the flight sections 62 and 64 are each oriented in opposite directions. The rearmost ends of the screws 50, 52 are provided with drive and bearing structures 66, 68 having rearmost spline connector ends 70, 72; The ends 70, 72 are designed to mate with a suitable drive structure (not shown) for axially rotating the screw. The front end of the screw has elongated extensions 74 and 76 that are received within a tubular bearing in housing 48 (Figure 3).

스크루(50, 52)는 그 내부 코어에 열교환 매체를 공급하기 위한 구조물(78)을 구비한다. 구체적으로, 세장형의 고정 증기 전달 튜브(80 및 82)는 전방 벽(46)에 인접한 하우징(22) 외부의 지점으로부터 보어(58) 내로 연장된다. 튜브(80, 82)는 연장부(74, 76)의 전방 단부에 위치된 말단의 관형 고정구(84, 86)를 통해 연장된다. 튜브(80, 82)의 최외측 단부는 동일한 로터리 유니온(88, 90)과 연결된다. 각각의 이러한 유니온은 매체 입구 개구(94), 액체 제거 출구(96), 및 대응하는 튜브(80 또는 82) 주위에 배치된 회전 가능한 슬리브(98)를 갖는 블록(92)을 포함한다. 이를 위해, 슬리브(98)는 대응하는 관형 고정구(84, 86)에 고정된다.The screws 50, 52 are provided with a structure 78 for supplying a heat exchange medium to their inner core. Specifically, elongated stationary vapor delivery tubes 80 and 82 extend into bore 58 from a point outside housing 22 adjacent front wall 46. The tubes 80, 82 extend through distal tubular fixtures 84, 86 located at the front ends of the extensions 74, 76. The outermost ends of the tubes 80, 82 are connected to the same rotary unions 88, 90. Each such union includes a block 92 having a media inlet opening 94, a liquid removal outlet 96, and a rotatable sleeve 98 disposed around a corresponding tube 80 or 82. For this purpose, the sleeve 98 is fastened to the corresponding tubular fixtures 84, 86.

스크루(50, 52)는 바람직하게는 통상적인 기계 가공 기술을 사용하여 금속으로 제조되며, 통상적으로 주조-경화된다.The screws 50, 52 are preferably made of metal using conventional machining techniques and are typically cast-hardened.

동작시에, 처리될 재료(후술되는 바와 같이 사전 조정될 수 있는)는 스크루(50, 52)의 동시 회전 동안 입구(24)로 전달되며, 이러한 것은 처리된 재료를 출구(26)로 전달하기 위해 재료의 처리 동안 재료를 전진시키는 역할을 한다. 이러한 동작 동안, 열교환 매체(통상적으로 증기)는 재료를 처리하는데 필요한 열 에너지를 제공하기 위하여 매체 입구(94)와 그리고 튜브(80, 82) 내로 결합된 전달 도관(도시되지 않음)으로부터 스크루의 개방 코어(60)로 보내진다. 추가적인 에너지 입력은 배럴(22) 내에서 전개된 압력 및 전단 조건에 의해 제공된다. 처리 동안, 증기 응축액은 코어(60)로부터 슬리브(98)를 통과하여 제거 출구(96)를 통해 시스템을 빠져 나간다. 벽(46) 및 고정구(84, 86)를 지나는 재료의 누출을 방지하기 위하여, 역 플라이트 섹션(64)은 섹션(62)의 반대 방향 플라이트에 의해 생성된 재료의 유동에 대한 지연력(retardation force)을 생성하는 것에 의해 작동하기 시작한다. 출구(26)로부터 나가는 제품은 그런 다음, 실제로 세장형 전달 파이프가 통상적으로 출구(26)에 고정되고 최종 다이 및 나이프 조립체(die and knife assembly)가 파이프의 반대편 단부에 위치될지라도, 최종 제품을 형성하기 위해 제한된 오리피스 압출 다이를 통과하여 절단될 수 있다.In operation, the material to be processed (which may be preconditioned as described below) is delivered to the inlet 24 during simultaneous rotation of the screws 50 and 52, which rotate to deliver the processed material to the outlet 26. It serves to advance the material during its processing. During this operation, a heat exchange medium (typically steam) flows through the opening of the screw from the medium inlet 94 and transfer conduits (not shown) coupled into the tubes 80 and 82 to provide the heat energy needed to process the material. It is sent to core 60. Additional energy input is provided by the pressure and shear conditions developed within barrel 22. During processing, vapor condensate passes from core 60 through sleeve 98 and exits the system through removal outlet 96. To prevent leakage of material past the wall 46 and fixtures 84, 86, the reverse flight section 64 exerts a retardation force on the flow of material created by the opposing flights of section 62. It starts working by creating ). The product exiting outlet 26 is then transferred to the final product, although in practice an elongated delivery pipe is typically secured to outlet 26 and the final die and knife assembly is located at the opposite end of the pipe. It may be cut through a limited orifice extrusion die to form

도 6 내지 도 11은 가공 디바이스(100)의 형태를 하는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 디바이스(100)는 많은 점에서 디바이스(20)와 유사하며, 그 안에 트윈 스크루 조립체(104)를 가지며 제1 실시예의 경우에서와 같이 입구(24) 및 출구(26)를 갖는 관형 배럴(102)을 가진다. 다시, 배럴(102)은 나란한 통로(116, 118)를 한정하는 내부 라이너 조립체(114)를 구비한 관형의 상호 연결된 배럴 섹션(106, 108, 100 및 112)으로 만들어진다. 배럴(102)의 전방 단부는 전방으로 돌출하는 베어링 하우징(122)을 지지하는 전방 벽(120)을 구비한다.6 to 11 show another embodiment of the invention in the form of a processing device 100. Device 100 is similar in many respects to device 20, having a twin screw assembly 104 therein and comprising a tubular barrel 102 having an inlet 24 and an outlet 26 as in the case of the first embodiment. has Again, barrel 102 is made of tubular, interconnected barrel sections 106, 108, 100 and 112 with internal liner assemblies 114 defining parallel passages 116 and 118. The front end of the barrel 102 has a front wall 120 supporting a bearing housing 122 that protrudes forward.

스크루 조립체(104)는 통로(116, 118) 내에 수용되는 한 쌍의 동일한, 상호 맞물린 단일의 플라이트 나선형 스크루(124, 126)를 가진다. 스크루의 각각은 세장형 중앙 샤프트(128, 130)뿐만 아니라, 그 길이를 따라서 바깥쪽으로 연장되는 나선형 플라이트(132, 134)를 가진다. 제1 실시예의 경우에서와 같이, 스크루(124,126)는 스플라인 구동 연결 단부(140, 142)를 구비하는 최후방 구동 및 베어링 구조물(136, 138)을 가진다. 스크루의 전방 단부는 하우징(122)의 베어링 내에 수용되는 베어링 연장부(144, 146)를 각각 가진다. Screw assembly 104 has a pair of identical, interlocking single flight helical screws 124, 126 received within passages 116, 118. Each of the screws has an elongated central shaft 128, 130, as well as helical flights 132, 134 extending outwardly along its length. As in the case of the first embodiment, the screws 124, 126 have rearmost drive and bearing structures 136, 138 with splined drive connection ends 140, 142. The front end of the screw has bearing extensions 144 and 146, respectively, that are received within bearings of housing 122.

제1 실시예와 제2 실시예 사이의 주된 차이는 나선형 스크루(124 및 126)의 구성이다. 특히, 각각의 이러한 스크루는 배럴(102)의 길이를 따라서 제품을 출구(26)를 향해 이동시켜 이를 통과하도록 동작 가능한 주요 중앙 섹션(148), 유입 재료를 섹션(148)으로 전달하도록 동작 가능한 입구 섹션(150), 및 전방의 재료 유동 지연 섹션(152)을 포함한다. 입구 섹션(150)은 유익하게 내부 스플라인 보어(156)를 갖는 중앙 샤프트(154), 및 바깥쪽으로 연장된 플라이트(132, 134)를 갖는 기계 가공된 부분이다. 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 보어(156)는 대응하는 구동 및 베어링 구조물(136, 138)의 전방 단부를 수용하도록 설계된다. 스크루 섹션(148 및 150)은 도 10에서 D1로 지시된 스크루 직경에 기초하여 1의 피치 길이를 가진다. 각각의 스크루의 전방 섹션(152)은 마찬가지로 기계 가공된 부분이며, 바깥쪽으로 연장된 나선형 플라이트(162)를 구비한 중앙의 보어 샤프트(160)를 가진다. 특히, 플라이트(162)의 피치는 스크루 섹션(148)의 플라이트(158)의 피치와 반대이고, 도 10에서 D2로 지시된 스크루 직경에 기초하여 0.3의 피치 길이를 가진다. 바람직하게는, 피치 길이(D1)는 약 0.4 내지 1.2, 보다 바람직하게는 0.5 내지 1.0인데 반하여, 피치 길이(D2)는 약 0.2 내지 1.1, 보다 바람직하게는 0.3 내지 1이다.The main difference between the first and second embodiments is the configuration of the helical screws 124 and 126. In particular, each such screw has a main central section 148 operable to move product along the length of the barrel 102 toward and through an outlet 26, and an inlet operable to deliver incoming material to section 148. section 150, and a forward material flow retardation section 152. The inlet section 150 is advantageously a machined portion having a central shaft 154 having an internally splined bore 156, and outwardly extending flights 132, 134. As best shown in Figure 10, bore 156 is designed to receive the front ends of corresponding drive and bearing structures 136, 138. Screw sections 148 and 150 have a pitch length of 1 based on the screw diameter, indicated as D1 in Figure 10. The front section 152 of each screw is also a machined part and has a central bore shaft 160 with outwardly extending helical flights 162. In particular, the pitch of flights 162 is opposite that of flights 158 of screw section 148 and has a pitch length of 0.3 based on the screw diameter indicated as D2 in Figure 10. Preferably, the pitch length (D1) is about 0.4 to 1.2, more preferably 0.5 to 1.0, while the pitch length (D2) is about 0.2 to 1.1, more preferably 0.3 to 1.

중앙 섹션(148)은 바람직하게는 중앙 섹션의 전체를 형성하도록 서로 맞대기 용접된 복수의 섹션으로 주조(예를 들어, 샌드 또는 인베스트먼트 주조)에 의해 형성된다. 도 10에 가장 잘 도시된 바와 같이, 중앙 섹션(148)은 중앙 코어(167)를 한정하도록 그 길이를 따라서 중공인 중앙 샤프트(166)뿐만 아니라, 나선형 코어(169)를 한정하도록 마찬가지로 중공인 바깥쪽으로 연장된 플라이트(168)를 가진다. 이와 관련하여, 플라이트(168)는 평평한 외벽(174)과 함께 바깥쪽으로 연장된 반대로 향한, 이격된 측벽(170 및 172)에 의해 한정된다. 이와 같이, 무슨 일이 있어도 어떠한 차단 또는 협소함없이, 중앙 코어(167)와 나선형 코어(169) 사이에 완전히 개방된 연통을 제공하는, 측벽(170, 172)의 최내측 단부 사이의 나선형 천이부(176)가 있다는 것이 명백할 것이며; 달리 말하면, 천이부(176)는 샤프트의 중공 영역과 나선형 스크루 사이에 방해받지 않는 연통을 제공하기 위해 그 길이 및 폭에 걸쳐서 개방된 영역을 제공한다. 섹션(148)이 주조 구성이므로, 샤프트(166)의 두께가 측벽(170, 172) 및 외벽(174)의 두께와 본질적으로 동일하다는 것을 알 것이다. Central section 148 is preferably formed by casting (eg, sand or investment casting) into a plurality of sections butt welded together to form the entirety of the central section. As best shown in Figure 10, central section 148 has a central shaft 166 that is hollow along its length to define a central core 167, as well as an outer shaft that is also hollow to define a helical core 169. It has flights 168 extending toward the side. In this regard, flights 168 are defined by outwardly extending, oppositely spaced apart side walls 170 and 172 together with a flat outer wall 174. As such, the helical transition between the innermost ends of the side walls 170 and 172 provides completely open communication between the central core 167 and the helical core 169, without any blocking or narrowing whatsoever. 176), it will be clear that there is; In other words, the transition 176 provides an open area over its length and width to provide unobstructed communication between the hollow region of the shaft and the helical screw. Since section 148 is of cast construction, it will be appreciated that the thickness of shaft 166 is essentially the same as the thickness of side walls 170, 172 and outer wall 174.

바람직한 형태에서, 중앙 스크루 섹션(148)의 길이는 전방 스크루 섹션(152)의 길이보다 적어도 약 3배, 보다 바람직하게는 적어도 약 5배 길다.In a preferred form, the length of the central screw section 148 is at least about 3 times longer than the length of the front screw section 152, and more preferably at least about 5 times longer.

스크루(124, 126)는 스크루 섹션(148 및 152)의 내부로 증기와 같은 매체를 전달하도록 설계된 세장형 매체 전달 튜브(178, 180)를 수용한다. 튜브(178, 180)의 전방 단부는, 제1 실시예와 관련하여 설명된 것과 동일하며 동일한 도면 부호가 적용되는 로터리 유니온(88, 90)(도 10) 내에 수용된다. 회전 가능한 슬리브(98)는 다시 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 커플러(84)에 의해 지지된다.Screws 124, 126 accommodate elongated media delivery tubes 178, 180 designed to deliver media, such as vapor, to the interior of screw sections 148 and 152. The front ends of the tubes 178, 180 are received within rotary unions 88, 90 (Figure 10) which are identical to those described in connection with the first embodiment and to which the same reference numerals apply. The rotatable sleeve 98 is supported by a coupler 84 again as described in the first embodiment.

튜브(178, 180)의 최내측 단부는 관형의 개방측 디퓨저 케이지(182)에 각각 의해 지지된다. 디퓨저 케이지는, 주요 스크루 섹션(148)의 단부를 통해 연장되고 베어링 및 구동 구조물(136)의 전방의 맞대기 용접 단부에 있는 나사형 보어(186) 내에 수용되는 장착 스크루(184)를 포함한다. The innermost ends of tubes 178, 180 are each supported by a tubular open-side diffuser cage 182. The diffuser cage includes a mounting screw 184 that extends through the end of the main screw section 148 and is received within a threaded bore 186 at the front butt weld end of the bearing and drive structure 136.

스크루 섹션(148)의 최후방 단부는 입구 스크루 섹션(150) 앞에 있는 구조물(136)의 전방 단부를 수용하는 스플라인형 부분(188)을 가진다. 스크루 섹션(148)의 전방 단부는 맞대기 용접 또는 임의의 다른 적절한 기술에 의해 스크루 섹션(152)의 후방 단부에 고정된다. 그러므로, 구조물(136)의 구동 회전은 전체 스크루(124, 126)를 회전시키는 역할을 한다.The rearmost end of the screw section 148 has a splined portion 188 that receives the forward end of the structure 136 ahead of the inlet screw section 150. The front end of screw section 148 is secured to the rear end of screw section 152 by butt welding or any other suitable technique. Therefore, the driving rotation of the structure 136 serves to rotate the entire screws 124 and 126.

디바이스(100)의 동작은 디바이스(20)와 유사하다. 그러나, 스크루 섹션(148)의 완전 개방된 중공 코어 구조로 인해, 디바이스(20)와 비교하여, 주입된 증기로부터 보다 양호한 열전달이 제공된다.The operation of device 100 is similar to that of device 20. However, due to the fully open hollow core structure of the screw section 148, better heat transfer from the injected vapor is provided compared to device 20.

도 12 내지 도 18은 나선형 압출 스크루(190)의 형태를 하는 본 발명의 다른 중공 코어 스크루 실시예를 도시한다. 스크루(190)는 트윈 스크루 압출기에서 사용하기 위해 설계되어서, 짝맞춤 스크루(도시되지 않음)는 스크루 세트(screw set)를 만들도록 스크루(190)와 함께 사용될 것이다. 일반적으로, 스크루(190)는 그 길이를 따라서 연속하는 헬리컬 플라이트(194)를 갖는 세장형 중앙 샤프트(192)을 포함한다.12-18 show another hollow core screw embodiment of the invention in the form of a helical extrusion screw 190. Screw 190 is designed for use in a twin screw extruder, so a mating screw (not shown) will be used with screw 190 to create a screw set. Generally, the screw 190 includes an elongated central shaft 192 with continuous helical flights 194 along its length.

샤프트(192)는 모터/기어 감속기 조립체와의 구동 연결을 제공하는 최후방 스플라인형 섹션(196), 및 전방 베어링 연장부를 가진다. 샤프트(192)는 기계 가공된 주조 경화된 부분이며, 중실형 후방 섹션(solid rear section)(198), 및 세장형의 축 방향으로 연장된 중앙 코어(202)를 제공하는 중공 코어 전방 섹션(200)을 가진다. 코어(202)의 전방 단부는 로터리 유니온(88)을 수용하도록 설계된 커플러(204)를 구비한다(도 14). 고정 증기 전달 튜브(208)(도 14에 단편적으로 도시 됨)는 실질적으로 코어(202)의 전체 길이로 연장되고, 개방 단부(210)를 가진다.Shaft 192 has a rearmost splined section 196 that provides a drive connection with the motor/gear reducer assembly, and a front bearing extension. Shaft 192 is a machined, cast-hardened portion, comprising a solid rear section 198 and a hollow core front section 200 providing an elongated, axially extending central core 202. ) has. The front end of core 202 has a coupler 204 designed to receive a rotary union 88 (FIG. 14). Stationary vapor delivery tube 208 (shown fragmentarily in FIG. 14 ) extends substantially the entire length of core 202 and has an open end 210 .

플라이트(194)는 중실형 섹션(198)의 전체 길이로 연장되는 상대적으로 좁은 플라이트 폭의 후방 섹션(212)을 포함한다. 추가적으로, 플라이트(194)는 섹션(212)의 단부로부터 샤프트(192)의 전방 단부에 근접한 지점까지 연장되는 최외측 플라이트 표면(214a)을 제공하는 보다 넓은 플라이트 폭의 전방 섹션(214)을 가진다. 그러나, 이전의 실시예의 경우에서와 같이, 스크루(190)는 섹션(214)의 단부와 커플러(204) 사이에 역 플라이트 섹션(216)을 가진다.Flights 194 include a relatively narrow flight width rear section 212 that extends the entire length of solid section 198. Additionally, flights 194 have a wider flight width front section 214 that provides an outermost flight surface 214a extending from the end of section 212 to a point proximate the front end of shaft 192. However, as was the case in the previous embodiment, the screw 190 has a reverse flight section 216 between the end of the section 214 and the coupler 204.

스크루(190)의 제조시에, 플라이트(194)는, 보다 넓은 플라이트 섹션(214)에 있는 연속하는 나선형 개방 상부 그루브(218)가, 최외측 플라이트 표면(214a)으로부터 코어(202)에 근접한 내벽(220)으로 안쪽으로 연장되는, 중실형 돌출부로서 샤프트(192)로부터 기계 가공된다. 그 후, 일련의 이격된 구멍(222)이 코어(202)를 그루브(218)와 연통시키기 위해 내벽(220)의 길이를 따라서 형성된다. 다음으로, 나선형 커버 부분(224)은 그루브(218)의 상부 단부 위에 위치되고, 플라이트 섹션(214)에 용접된다. 최종 단계에서, 스크루(190)는 플라이트(194)를 위해 적절한 외경을 제공하도록 기계 가공된다. 이러한 것은 도면에 도시된 바와 같이 통합된 구성을 생성한다.In the manufacture of the screw 190, the flights 194 are formed such that a continuous helically open upper groove 218 in the wider flight section 214 extends from the outermost flight surface 214a to the inner wall proximate the core 202. It is machined from shaft 192 as a solid protrusion extending inwardly at 220. A series of spaced holes 222 are then formed along the length of the inner wall 220 to communicate the core 202 with the groove 218. Next, helical cover portion 224 is positioned over the upper end of groove 218 and welded to flight section 214. In a final step, screw 190 is machined to provide an appropriate outer diameter for flights 194. This creates an integrated configuration as shown in the figure.

배럴(22)과 같은, 압출기 배럴 내에서 그 짝맞춤부와 상호 맞물린 스크루(190)의 동작은 도 1 내지 도 5의 실시예와 관련하여 기술된 것과 동일하다. 즉, 스크루 세트의 동시 회전은 그 처리 동안 배럴 입구로부터 배럴 출구로 재료를 전진시키는 역할을 한다. 동시에, 증기 또는 다른 열 교환 매체는 압출기 배럴의 단부를 지나서 유니온(88) 및 샤프트(192)의 연장부를 통해 코어(202) 내로 보내진다. 이러한 매체는 연통 구멍(communicating aperture)(222)으로 인해 코어(202) 및 그루브(218)를 통해 유동한다. 이러한 것은 공정에 증가된 수준의 열 에너지를 제공한다. 역 플라이트 섹션(216)은 또한 스크루(190)의 전방 단부에서 재료의 유동을 지연시키는 역할을 한다.The operation of screw 190, such as barrel 22, with its mating portion within an extruder barrel is the same as described in connection with the embodiment of Figures 1-5. That is, the simultaneous rotation of the screw sets serves to advance the material from the barrel inlet to the barrel outlet during its processing. At the same time, steam or other heat exchange medium is directed past the end of the extruder barrel and into core 202 through union 88 and an extension of shaft 192. This medium flows through the core 202 and grooves 218 due to communicating apertures 222. This provides increased levels of thermal energy to the process. The reverse flight section 216 also serves to retard the flow of material at the front end of the screw 190.

도 19는 높은 육류 함유량이 애완 동물용 사료를 제조하기 위한, 상류의 사전 조정기(228), 및 압출기(230)를 포함하는 시스템(226)을 개략적으로 도시하고, 며, 상기 압출기는 전술한 중공 코어 스크루의 임의의 것을 사용하는 디바이스(20 또는 100)의 변형된 형태이다. 특히, 압출기(230)는, 출구(26)에 부착되고 말단의 제한된 오리피스 압출 다이(234)를 갖는 대체로 L-자 형상의 도관 또는 파이프(232)를 포함한다.Figure 19 schematically shows a system 226 for producing a high meat content pet food, comprising an upstream preconditioner 228, and an extruder 230, wherein the extruder is configured to produce a high meat content pet food. A variation of device 20 or 100 using any of the core screws. In particular, extruder 230 includes a generally L-shaped conduit or pipe 232 attached to an outlet 26 and having a distal limited orifice extrusion die 234.

시스템(226)은 비타민 및 유화제와 같은 부수적인 성분과 함께 곡물, 전분 및 지방과 같은 다른 통상적인 애완 동물용 사료 성분과 육류의 혼합물을 사용하여 제품을 생산하도록 설계된다. 출발 혼합물의 육류 함량은 전형적으로 약 100 중량%로서 취해진 건조 성분의 중량을 기준으로 하여 약 100 내지 250 중량%, 보다 바람직하게는 약 125 내지 200 중량%로부터의 범위에 있다. 처리 동안, 제품은 사료 안전 요구 사항을 충족시키기 위해 최소 90℃의 최소 온도를 충족시켜야 한다. 트윈 스크루의 회전은 약 30 내지 150 rpm 범위, 보다 바람직하게는 약 30 내지 65 rpm로부터의 범위에 있으며; 하우징 내의 압력은 통상적으로 약 200 내지 600 psi, 보다 바람직하게는 약 300 내지 400 psi로부터이다. 가압된 증기는 통상 30 내지 60 psi, 보다 바람직하게는 약 45 psi의 수준에서 중공 코어 스크루 내로 보내진다. 도면에 도시되지는 않았을지라도, 증기 또는 다른 열 교환 매체를 수용하기 위해 재킷화된 압출기 배럴을 이용하는 것이 가능하다.System 226 is designed to produce products using a mixture of meat and other common pet food ingredients such as grains, starches and fats along with minor ingredients such as vitamins and emulsifiers. The meat content of the starting mixture typically ranges from about 100 to 250% by weight, more preferably from about 125 to 200% by weight, based on the weight of dry ingredients taken as about 100% by weight. During processing, the product must meet a minimum temperature of at least 90°C to meet feed safety requirements. The rotation of the twin screws ranges from about 30 to 150 rpm, more preferably from about 30 to 65 rpm; The pressure within the housing is typically from about 200 to 600 psi, more preferably from about 300 to 400 psi. Pressurized steam is directed into the hollow core screw, typically at a level of 30 to 60 psi, more preferably about 45 psi. Although not shown in the drawings, it is possible to use a jacketed extruder barrel to contain steam or other heat exchange media.

사전 조정기(228)는 출발 혼합물이 입구(24)로 전달되기 전에 가열되고 특히 사전 조리되는 한 다양한 형태를 취할 수 있으며; 사전 조정 동안 수분을 첨가하는 것이 또한 가능하지만, 이러한 것은 혼합물의 육류 부분의 높은 수분 함량으로 인해 통상적으로 최소화되거나 제거된다. 예를 들어, 종래의 리본 믹서(ribbon mixer) 등에서 건조 성분을 혼합한 후, 추가의 혼합을 이용하여, 약 35 내지 50℃(보다 바람직하게는 약 45℃)의 온도로 예열된 육류를 첨가하는 것이 가능하다. 대안적으로, 상업적으로 입수 가능한 Wenger DDC 또는 HIP 사전 조정기와 같은 기존의 압출 사전조정기가 사용될 수 있다(미국 특허 제4,752,139호, 제7,448,795호 및 제9,028, 133호 참조). 이러한 사전 조정기는 출발 혼합물을 가열하고 사전 조리하기 위해 증기 및/또는 물 주입을 제공하거나, 또는 일부 경우에 고온 공기가 가열 매체로서 사용될 수 있다(미국 특허 제7,963,214호). 이러한 경우에, 육류의 필요한 전체 백분율을 달성하도록, 사전 조정기 재료와 함께, 사전 조정기를 통과하는 동안 혼합물의 육류 부분의 일부만을 제공하고, 가공 디바이스의 입력(24) 내로 직접 육류 부분의 나머지를 별도로 도입하는 것이 필요할 수 있다.The preconditioner 228 can take many forms as long as the starting mixture is heated and especially precooked before being delivered to the inlet 24; It is also possible to add moisture during pre-conditioning, but this is usually minimized or eliminated due to the high moisture content of the meat portion of the mixture. For example, after mixing the dry ingredients in a conventional ribbon mixer, etc., adding meat preheated to a temperature of about 35 to 50 ° C. (more preferably about 45 ° C.) using additional mixing. It is possible. Alternatively, existing extrusion preconditioners, such as commercially available Wenger DDC or HIP preconditioners, can be used (see US Pat. Nos. 4,752,139, 7,448,795 and 9,028, 133). These preconditioners provide steam and/or water injection to heat and precook the starting mixture, or in some cases hot air may be used as the heating medium (U.S. Pat. No. 7,963,214). In this case, only a portion of the meat portion of the mixture is provided, together with the pre-conditioner material, while passing through the pre-conditioner, and the remainder of the meat portion is fed separately directly into the input 24 of the processing device, so as to achieve the required overall percentage of meat. It may be necessary to introduce

압출 기술에서, 특정 기계적 에너지(SME) 및 특정 열 에너지(STE)로서 지칭되는 에너지 입력의 2가지 주된 소스가 있다는 이해될 것이다. SME는 압출 스크루(들)에 의해 전개된 열, 마찰, 및 전단력으로부터 주로 유도되는데 반하여, STE는 열교환 매체, 전형적으로 증기의 추가에 의해 발생된다. 기존의 압출 기술에서, STE는 가장 일반적으로 사전 조정기, 압출기 또는 모두에서 처리되는 혼합물 내로 증기를 직접 주입하는 수단에 의해 추가된다. 그러나, 상술한 바와 같이, 증기의 직접 주입은 높은 육류 조리법이 처리될 때 문제가 될 수 있다. 본 발명은, 증기 직접 추가 및 이에 수반되는 결과적인 과잉의 수분 문제를 피하는 간접 가열이 상기 압출기에서 달성되는 뚜렷한 개선을 제공한다.It will be appreciated that in extrusion technology, there are two main sources of energy input, referred to as specific mechanical energy (SME) and specific thermal energy (STE). SME derives primarily from the heat, friction, and shear forces developed by the extrusion screw(s), whereas STE is generated by the addition of a heat exchange medium, typically steam. In conventional extrusion techniques, STE is most commonly added by means of injecting steam directly into the mixture being processed in a preconditioner, extruder, or both. However, as discussed above, direct injection of steam can be problematic when high meat recipes are processed. The present invention provides a significant improvement in the extruder achieved by indirect heating, avoiding the direct addition of steam and the resulting excess moisture problems that accompany it.

Claims

식품 성분의 혼합물로부터 식품을 생성하도록 작동 가능한 트윈 스크루 처리 디바이스(twin screw processing device)로서, 상기 디바이스는
상기 혼합물의 재료 입구 및 처리된 재료 출구, 그리고 상기 처리된 재료 출구와 작동 가능하게 결합된 제한된 오리피스 다이(restricted orifice die)를 갖는 세장형 배럴(elongated barrel);
상기 배럴 내에 있는 1쌍의 세장형의 축방향으로 회전 가능한 나선형 스크루로서, 상기 스크루 각각은 세장형 샤프트 중공 중앙 코어를 갖는 세장형 샤프트, 및 상기 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 세장형의 나선형 플라이트(elongated helical flighting)를 갖고, 상기 세장형 샤프트 중공 중앙 코어는 열교환 매체를 수용하도록 구성되고, 상기 나선형 스크루는 방향성 동시 회전하게 구동되도록 구성되는, 상기 1쌍의 세장형의 축방향으로 회전 가능한 나선형 스크루; 및
상기 배럴의 외부 지점으로부터 상기 세장형 샤프트 중공 중앙 코어 중 대응하는 중공 중앙 코어 내로 각각 연장되는 1쌍의 매체 전달 튜브, 및 상기 세장형 샤프트 중공 중앙 코어 내로의 전달을 위하여 상기 튜브로 매체의 도입을 허용하는, 상기 전달 튜브와 결합된 구조물을 포함하는 매체 전달 조립체(media delivery assembly)를 포함하되,
상기 나선형 스크루 각각은, 상기 재료 입구로부터 상기 처리된 재료 출구를 향하여 그리고 상기 처리된 재료 출구를 통해 재료를 운반하도록 동작 가능한 제1 나선형 플라이트 섹션으로서, 상기 제1 나선형 플라이트 섹션의 직경을 기준으로 0.4 내지 1.2의 피치 길이(D1)를 갖는, 상기 제1 나선형 플라이트 섹션, 및 상기 처리된 재료 출구에 인접하고 상기 처리된 재료 출구를 통한 재료의 유동을 지연시키도록 동작 가능한 제2 나선형 플라이트 섹션을 가지며, 상기 제1 나선형 플라이트 섹션과 상기 제2 나선형 플라이트 섹션은 상기 스크루의 길이 방향을 따라 서로 반대편에 있고, 상기 제2 나선형 플라이트 섹션은 상기 제1 나선형 플라이트 섹션보다 짧고 상기 제1 나선형 플라이트 섹션의 피치 길이보다 더 짧은 피치 길이를 갖고,
상기 1쌍의 상기 나선형 스크루 중 하나의 상기 제1 나선형 플라이트 섹션 및 상기 제2 나선형 플라이트 섹션은 이들의 길이 방향을 따라 상기 1쌍의 상기 나선형 스크루 중 나머지 하나의 상기 제1 나선형 플라이트 섹션 및 상기 제2 나선형 플라이트 섹션과 상호 맞물려 있고,
상기 제1 나선형 플라이트 섹션의 적어도 일부분은 그의 길이를 따라 중공 나선형 코어를 갖고, 상기 나선형 코어는 상기 중공 중앙 코어와 연통하는, 트윈 스크루 처리 디바이스.A twin screw processing device operable to produce food from a mixture of food ingredients, the device comprising:
an elongated barrel having a mixture material inlet and a processed material outlet, and a restricted orifice die operably coupled to the processed material outlet;
a pair of elongated, axially rotatable helical screws within the barrel, each screw having an elongated shaft having a hollow central core, and elongated helical flights extending outwardly from the shaft. a pair of elongated, axially rotatable screws having helical flighting, wherein the elongated shaft hollow central core is configured to receive a heat exchange medium, and wherein the helical screws are configured to be driven in directional synchronous rotation; and
a pair of medium delivery tubes each extending from an external point of the barrel into a corresponding hollow central core of the elongated shaft hollow central core, and introducing media into the tubes for delivery into the elongated shaft hollow central core. A media delivery assembly comprising a structure coupled to the delivery tube that allows,
Each of the helical screws has a first helical flight section operable to convey material from the material inlet toward and through the processed material outlet, the helical flight section being 0.4 relative to the diameter of the first helical flight section. a first helical flight section having a pitch length D1 of from 1 to 1.2, and a second helical flight section adjacent the treated material outlet and operable to retard the flow of material through the treated material outlet, , the first helical flight section and the second helical flight section are opposite each other along the longitudinal direction of the screw, the second helical flight section is shorter than the first helical flight section, and the pitch of the first helical flight section is has a pitch length shorter than the length,
The first helical flight section and the second helical flight section of one of the pair of helical screws are aligned with the first helical flight section and the second helical flight section of the other one of the pair of helical screws along their longitudinal direction. 2 interlocking helical flight sections,
At least a portion of the first helical flight section has a hollow helical core along its length, the helical core communicating with the hollow central core.

제1항에 있어서, 상기 구조물은 대응하는 전달 튜브에 각각 그리고 동작 가능하게 고정된 1쌍의 로터리 유니온(rotary union)을 포함하는, 트윈 스크루 처리 디바이스.The twin screw processing device of claim 1, wherein the structure comprises a pair of rotary unions each and operably secured to a corresponding delivery tube.

제1항에 있어서, 상기 제1 나선형 플라이트 섹션의 일부분은 상기 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 1쌍의 대향하는 이격된 벽 세그먼트, 및 상기 대향하는 벽 세그먼트 사이에 나선형 천이부(helical transition)를 갖는, 트윈 스크루 처리 디바이스.2. The method of claim 1, wherein the portion of the first helical flight section has a pair of opposing spaced apart wall segments extending outwardly from the shaft and a helical transition between the opposing wall segments. Twin screw processing device.

제3항에 있어서, 상기 천이부는 내벽을 포함하되, 상기 내벽을 통해 일련의 이격된 구멍을 갖는, 트윈 스크루 처리 디바이스.4. The twin screw processing device of claim 3, wherein the transition portion includes an inner wall having a series of spaced apertures through the inner wall.

제1항에 있어서, 상기 피치 길이(D1)는 0.5 내지 1.0인, 트윈 스크루 처리 디바이스.2. A twin screw processing device according to claim 1, wherein the pitch length (D1) is between 0.5 and 1.0.

식품을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은
식품 사전 조정기(preconditioner)를 통해 그리고 상기 식품 사전 조정기 내로 식품 성분들의 혼합물을 통과시키는 단계로서, 상기 식품 사전 조정기는 상기 식품 성분들을 가열하고 적어도 부분적으로 사전 조리하여 사전조정된 제품을 생성하도록 동작 가능한 것인, 상기 통과시키는 단계;
상기 사전조정된 제품을 식품 압출기 내로 통과시키는 단계로서, 상기 식품 압출기는 상기 사전조정된 제품을 추가로 조리하도록 동작 가능하고, 상기 식품 압출기는 사전조정된 제품 입구, 제한된 오리피스 다이를 포함하는 압출된 제품 출구, 및 그의 길이를 따라서 바깥쪽으로 연장된 나선형 플라이트를 갖는 1쌍의 세장형의 축방향으로 회전 가능한 스크루를 갖는 배럴을 가지며, 상기 스크루는 상기 배럴 내에 있고 상기 사전조정된 제품 입구로부터 상기 제한된 오리피스 다이를 향하여 그리고 상기 제한된 오리피스 다이를 통해 상기 사전조정된 제품을 이동시키도록 동작 가능하고,
상기 식품 성분들의 혼합물은 곡물, 전분, 지방 및 육류를 포함하고,
상기 스크루는 각각 중공 코어를 갖고 상기 나선형 플라이트의 적어도 일부분은 내부 중공 나선형 영역을 갖고, 상기 중공 코어 및 상기 나선형 영역은 각각 그 안에 열교환 매체를 수용하도록 구성되며, 상기 중공 코어 및 상기 중공 나선형 영역은 서로 연통되고,
상기 스크루의 상기 나선형 플라이트는 그의 길이를 따라 완전히 상호 맞물려 있는 것인, 상기 통과시키는 단계; 및
상기 식품 압출기를 통해 상기 사전조정된 제품을 상기 통과시키는 동안에, 상기 스크루를 방향성 동시 회전(directionally co-rotate)시키고 상기 배럴 내에 압력을 전개시키는 단계
를 포함하는, 식품을 제조하는 방법.As a method of manufacturing food, the method includes
Passing a mixture of food ingredients through and into a food preconditioner, wherein the food preconditioner is operable to heat and at least partially precook the food ingredients to produce a preconditioned product. The passing step;
passing the preconditioned product into a food extruder, wherein the food extruder is operable to further cook the preconditioned product, the food extruder comprising an extruded product inlet, a limited orifice die, and a preconditioned product inlet. having a barrel having a product outlet, and a pair of elongated axially rotatable screws having helical flights extending outwardly along its length, the screws being within the barrel and extending from the preconditioned product inlet to the limited operable to move the preconditioned product toward and through the confined orifice die,
The mixture of food ingredients includes grains, starches, fats and meat,
The screw each has a hollow core and at least a portion of the helical flights has an internal hollow helical region, the hollow core and the helical region each configured to receive a heat exchange medium therein, the hollow core and the hollow helical region connected to each other,
wherein the helical flights of the screw are fully interlocked along their length; and
Directly co-rotating the screw and developing pressure within the barrel while passing the preconditioned product through the food extruder.
A method of manufacturing food, including.

제6항에 있어서, 상기 통과시키는 단계 이전에, 상기 혼합물을 가열하고 부분적으로 사전 조리하기 위하여 상기 혼합물의 적어도 일부를 사전 조정(preconditioning)하는 단계를 포함하는, 식품을 제조하는 방법.7. The method of claim 6, comprising preconditioning at least a portion of the mixture prior to the passing step to heat and partially precook the mixture.

제6항에 있어서, 상기 육류는 상기 통과시키는 단계 이전에 35 내지 50℃의 온도로 예열되는, 식품을 제조하는 방법.The method of claim 6, wherein the meat is preheated to a temperature of 35 to 50° C. prior to the passing step.

제6항에 있어서, 상기 방법은 상기 열교환 매체를 상기 중공 코어 내로 지향시키는 단계 및 상기 열교환 매체를 상기 중공 나선형 영역 내로 통과시키게 하는 단계를 추가로 포함하는, 식품을 제조하는 방법.7. The method of claim 6, further comprising directing the heat exchange medium into the hollow core and causing the heat exchange medium to pass into the hollow spiral region.

제9항에 있어서, 상기 중공 코어와 상기 중공 나선형 영역은 일련의 이격된 구멍을 통해 연통됨으로써, 상기 중공 코어 내로 지향된 상기 열교환 매체는 상기 구멍을 통해서 상기 중공 나선형 영역 내로 통과하는, 식품을 제조하는 방법.10. The method of claim 9, wherein the hollow core and the hollow helical region communicate through a series of spaced holes, such that the heat exchange medium directed into the hollow core passes into the hollow helical region through the holes. How to.

처리 디바이스용 스크루로서, 상기 처리 디바이스용 스크루는
중공 코어를 갖는 세장형의 축방향으로 회전 가능한 샤프트로서, 상기 스크루를 드라이브와 결합시키도록 동작 가능한 연결 단부, 및 상기 샤프트의 반대편 단부에 베어링 구조물을 가지며, 축방향 보어(axial bore)가 상기 보어를 통해서 상기 중공 코어 내로 열교환 매체 전달 튜브의 삽입을 허용하게 하는 상기 축방향 보어가 있는, 상기 세장형의 축방향으로 회전 가능한 샤프트; 및
상기 샤프트로부터 길이를 따라서 바깥쪽으로 연장되는 세장형의 나선형 플라이트로서,
상기 나선형 플라이트의 적어도 일부가 상기 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 1쌍의 대향하는 이격된 벽 세그먼트를 갖고,
상기 나선형 플라이트는 상기 벽 세그먼트 사이에 상기 플라이트의 길이를 따라서 내부 나선형 그루브(internal helical groove)를 갖고, 외부 그루브 개방 단부 및 내벽을 가지며, 상기 나선형 그루브와 상기 중공 코어를 연통시키기 위하여 일련의 이격된 구멍이 상기 내벽의 길이를 따라 형성된, 상기 세장형의 나선형 플라이트; 및
상기 내벽으로부터 이격되고 상기 외부 그루브 개방 단부를 폐쇄하는 외벽을포함하는, 처리 디바이스용 스크루.A screw for a processing device, wherein the screw for the processing device
An elongated, axially rotatable shaft having a hollow core, a connecting end operable to engage the screw with a drive, and a bearing structure at an opposite end of the shaft, the shaft having an axial bore extending through the bore. said elongated axially rotatable shaft having said axial bore allowing insertion of a heat exchange medium delivery tube through said hollow core; and
an elongated helical flight extending outward along its length from the shaft,
At least a portion of the helical flights have a pair of opposing spaced apart wall segments extending outwardly from the shaft,
The helical flights have an internal helical groove along the length of the flight between the wall segments, an outer groove open end and an inner wall, and a series of spaced grooves for communicating the helical groove with the hollow core. said elongated helical flights wherein apertures are formed along the length of said inner wall; and
A screw for a processing device, comprising an outer wall spaced apart from the inner wall and closing the outer groove open end.

제11항에 있어서, 상기 나선형 플라이트는 제1 나선형 섹션 및 더 짧은 제2 나선형 섹션을 포함하고, 상기 제1 나선형 섹션과 상기 제2 나선형 섹션은 반대편에 있고, 상기 제2 나선형 섹션은 상기 제1 나선형 섹션과 상기 베어링 구조물 사이에 위치되고, 상기 제1 나선형 섹션은 상기 제2 나선형 섹션의 축방향 길이보다 적어도 3배 더 큰 축방향 길이를 갖는, 처리 디바이스용 스크루.12. The method of claim 11, wherein the helical flights include a first helical section and a second shorter helical section, the first helical section and the second helical section being opposite, and the second helical section being opposite the first helical section. A screw for a processing device, positioned between a helical section and the bearing structure, wherein the first helical section has an axial length at least three times greater than the axial length of the second helical section.

제12항에 있어서, 상기 제1 나선형 섹션은 상기 제1 나선형 섹션의 직경을 기준으로 하여 0.4 내지 1.2의 피치 길이를 가지며, 상기 제2 나선형 섹션은 상기 제2 나선형 섹션의 직경을 기준으로 하여 0.2 내지 1.1의 피치 길이를 갖는, 처리 디바이스용 스크루.13. The method of claim 12, wherein the first helical section has a pitch length of 0.4 to 1.2 based on the diameter of the first helical section, and the second helical section has a pitch length of 0.2 based on the diameter of the second helical section. Screw for a processing device, having a pitch length of from 1.1 to 1.1.

제1항에 있어서, 상기 상호 맞물려 있는 나선형 스크루는 동시 회전하고, 상기 피치 길이(D1)는 상기 나선형 스크루의 회전시에, 상기 혼합물의 처리 동안에 상기 배럴 내에 전단 조건을 증가시키고, 적어도 90℃의 온도를 발생시키고, 상기 배럴 내에 200 내지 600 psi의 압력 수준을 생성하도록 구성되는 것인, 트윈 스크루 처리 디바이스.2. The method of claim 1, wherein the interlocking helical screws rotate simultaneously and the pitch length (D1) is such that upon rotation of the helical screws, the shear conditions within the barrel increase during processing of the mixture, and the pitch length (D1) increases at a temperature of at least 90° C. A twin screw processing device, wherein the twin screw processing device is configured to generate temperature and create a pressure level within the barrel of 200 to 600 psi.

제6항에 있어서, 상기 스크루 각각은 상기 사전조정된 제품 입구로부터 상기 배럴의 길이를 따라 입구 섹션 단부로 연장되는 나선형 플라이트 입구 섹션, 및 상기 입구 섹션 단부로부터 상기 배럴의 길이를 따라서 중앙 섹션 단부로 연장되는 나선형 플라이트 중앙 섹션을 가지며, 상기 중앙 섹션은 상기 입구 섹션의 플라이트 폭보다 더 큰 플라이트 폭을 가지며, 상기 입구 섹션의 나선형 플라이트와 상기 중앙 섹션의 나선형 플라이트는 상기 스크루의 길이 방향을 따라 서로 같은 쪽에 있는, 식품을 제조하는 방법.7. The screw of claim 6, wherein each screw has a helical flight inlet section extending from the preconditioned product inlet to an inlet section end along the length of the barrel, and from the inlet section end to a central section end along the length of the barrel. and an extending helical flight central section, wherein the central section has a flight width greater than the flight width of the inlet section, wherein the helical flights of the inlet section and the helical flights of the central section are equal to each other along the longitudinal direction of the screw. On the other hand, a method of manufacturing food.

제6항에 있어서, 상기 식품 성분들의 혼합물은 육류를 포함하고, 상기 육류는 100 중량%로서 취해진 건조 성분의 중량을 기준으로 하여 100 내지 250 중량%의 수준으로 상기 식품 성분들의 혼합물에 존재하는 것인, 식품을 제조하는 방법.7. The method of claim 6, wherein the mixture of food ingredients comprises meat, wherein the meat is present in the mixture of food ingredients at a level of 100 to 250% by weight, based on the weight of the dry ingredients taken as 100% by weight. Phosphorus, a method of manufacturing food.

제16항에 있어서, 상기 육류는 상기 식품 사전조정기를 통해 상기 식품 성분들의 혼합물을 상기 통과시키기 전에, 35 내지 50℃의 온도로 예열되는 것인, 식품을 제조하는 방법.17. The method of claim 16, wherein the meat is preheated to a temperature of 35 to 50° C. prior to passing the mixture of food ingredients through the food preconditioner.

제6항에 있어서, 상기 사전조정된 제품을 상기 식품 압출기를 통해 통과시키는 동안, 상기 스크루를 30 내지 150rpm의 속도로 회전시키고, 상기 배럴 내에 압력을 200 내지 600 psi로 전개시키고, 열교환 매체를 상기 스크루의 상기 중공 코어 및 중공 나선 영역 내로 지향시키는 것인, 식품을 제조하는 방법.7. The method of claim 6, wherein while passing the preconditioned product through the food extruder, the screw is rotated at a speed of 30 to 150 rpm, a pressure within the barrel is developed to 200 to 600 psi, and a heat exchange medium is added to the food extruder. A method of manufacturing a food product, wherein the screw is directed into the hollow core and hollow helix region.

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식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템으로서, 상기 시스템은
상기 혼합물을 수용하기 위한 입구 및 사전조정된 제품 출구를 갖는 하우징을 포함하는 사전조정기로서, 상기 사전조정기는 상기 혼합물을 가열하고 적어도 부분적으로 사전조리하여 상기 사전조정된 제품을 생성하도록 동작 가능한 것인, 상기 사전조정기; 및
상기 사전조정된 제품을 추가로 조리하도록 동작 가능한 식품 압출기를 포함하고,
상기 식품 압출기는
상기 사전조정된 제품을 위한 입구, 및 압출된 제품 출구를 갖는 세장형의 배럴(elongated barrel);
상기 압출된 제품 출구와 작동 가능하도록 결합된 제한된 오리피스 다이(restricted orifice die);
상기 배럴 내에 있는 1쌍의 세장형의 축방향으로 회전 가능한 나선형 플라이트 스크루로서, 상기 스크루 각각은 중공 코어를 갖는 세장형의 샤프트, 및 상기 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 세장형의 플라이트(elongated flighting)를 가지며, 상기 세장형의 플라이트의 적어도 일부분은 내부 중공 영역을 가지며, 상기 중공 코어는 상기 중공 영역과 연통되고, 상기 중공 코어는 열교환 매체를 수용하고 상기 중공 영역 내로 상기 매체를 통과시키도록 구성되며, 상기 1쌍의 스크루의 상기 세장형의 플라이트는 이들의 길이를 따라 완전히 상호 맞물려 있고, 상기 1쌍의 스크루는 방향성 동시 회전을 위해 구성되는 것인, 상기 나선형 플라이트 스크루; 및
상기 배럴의 외부 지점으로부터 상기 중공 코어 중 대응하는 중공 코어 내로 각각 연장되는 1쌍의 매체 전달 튜브를 포함하는 매체 전달 조립체(media delivery assembly)를 포함하는 것인,
식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템.A system for the production of a food product from a mixture of food ingredients, said system comprising:
A preconditioner comprising a housing having an inlet for receiving the mixture and a preconditioned product outlet, wherein the preconditioner is operable to heat and at least partially precook the mixture to produce the preconditioned product. , the pre-regulator; and
a food extruder operable to further cook the preconditioned product;
The food extruder
an elongated barrel having an inlet for the preconditioned product and an extruded product outlet;
a restricted orifice die operably coupled to the extruded product outlet;
a pair of elongated axially rotatable helical flight screws within the barrel, each screw having an elongated shaft having a hollow core and elongated flighting extending outwardly from the shaft; wherein at least a portion of the elongated flights has an interior hollow region, the hollow core being in communication with the hollow region, the hollow core being configured to receive a heat exchange medium and pass the medium into the hollow region, the helical flight screws, wherein the elongated flights of the pair of screws are fully interlocked along their length, and the pair of screws are configured for directional synchronous rotation; and
A media delivery assembly comprising a pair of media delivery tubes each extending from an exterior point of the barrel into a corresponding one of the hollow cores.
A system for the manufacture of food products from mixtures of food ingredients.

제21항에 있어서, 상기 나선형 스크루 각각은 상기 배럴 입구로부터 상기 압출된 제품 출구를 향해 그리고 상기 압출된 제품 출구를 통해 상기 사전조정된 제품을 운반하도록 동작 가능한 제1 나선형 플라이트 섹션, 및 상기 압출된 제품 출구에 인접하고 상기 압출된 제품 출구를 통한 사전조정된 제품의 유동을 지연시키도록 동작 가능한 제2 나선형 플라이트 섹션을 가지며, 상기 제1 나선형 플라이트 섹션과 상기 제2 나선형 플라이트 섹션은 상기 스크루의 길이 방향을 따라 서로 반대편(opposite hand)에 있는 것인, 식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템.22. The method of claim 21, wherein each of the helical screws comprises a first helical flight section operable to convey the preconditioned product from the barrel inlet toward and through the extruded product outlet, and the extruded product outlet. and a second helical flight section adjacent a product outlet and operable to retard the flow of preconditioned product through the extruded product outlet, wherein the first helical flight section and the second helical flight section extend the length of the screw. A system for the manufacture of food products from a mixture of food ingredients, which are in opposite hands along the direction.

제22항에 있어서, 상기 제2 나선형 섹션은 상기 제1 나선형 섹션보다 더 짧은 것인, 식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템.23. The system of claim 22, wherein the second helical section is shorter than the first helical section.

제22항에 있어서, 상기 제2 나선형 섹션은 상기 제1 나선형 섹션의 피치 길이보다 더 작은 피치 길이를 갖는 것인, 식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템.23. The system according to claim 22, wherein the second helical section has a pitch length that is less than the pitch length of the first helical section.

제22항에 있어서, 상기 제1 나선형 플라이트 섹션은 상기 제1 나선형 플라이트 섹션의 직경에 기초하여 0.4 내지 1.2의 피치 길이를 가지며, 상기 제2 나선형 플라이트 섹션은 상기 제2 나선형 플라이트 섹션의 직경에 기초하여 0.2 내지 1.1의 피치 길이를 갖는 것인, 식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템.23. The method of claim 22, wherein the first helical flight section has a pitch length of 0.4 to 1.2 based on the diameter of the first helical flight section, and the second helical flight section has a pitch length based on the diameter of the second helical flight section. A system for the production of a food product from a mixture of food ingredients, having a pitch length of 0.2 to 1.1.

제21항에 있어서, 상기 플라이트 부분은 상기 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 1쌍의 대향하는 이격된 벽 세그먼트 및 상기 대향하는 벽 세그먼트 사이에 나선형 천이 영역을 가지며, 상기 천이 영역은 상기 중공 영역 및 상기 중공 코어 사이에 장애없는 연통을 제공하기 위하여 그 길이 및 폭에서 개방된 것인, 식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템.22. The method of claim 21, wherein the flight portion has a pair of opposing spaced apart wall segments extending outwardly from the shaft and a helical transition region between the opposing wall segments, the transition region being between the hollow region and the hollow region. A system for the manufacture of a food product from a mixture of food ingredients, the cores being open in their length and width to provide unobstructed communication between the cores.

제21항에 있어서, 상기 플라이트 부분은 그 길이를 따라 내부 나선형 그루브를 가지고 내벽을 가지며, 상기 내벽을 관통하는 일련의 이격된 구멍은 상기 나선형 그루브와 상기 중공 코어를 연통시키는, 식품 성분들의 혼합물로부터 식품 제품의 제조를 위한 시스템.22. The method of claim 21, wherein the flight portion has an inner wall with an internal helical groove along its length, and a series of spaced holes penetrating the inner wall communicate the helical groove with the hollow core. System for manufacturing food products.

처리 디바이스를 위한 스크루로서, 상기 처리 디바이스를 위한 스크루는
중공 코어를 갖는 세장형의 축방향으로 회전 가능한 샤프트로서, 구동과 상기 스크루를 결합하도록 동작 가능한 연결 단부, 및 상기 샤프트의 반대편 단부에 있는 베어링 구조물을 가지며, 보어를 통해 상기 중공 코어 내로 열교환 매체 전달 튜브의 삽입을 허용하는 축 방향 보어가 있는, 상기 샤프트; 및
길이를 따라 상기 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 세장형의 나선형 플라이트를 포함하고,
상기 스크루는 상기 연결 단부에서부터 일 말단까지 연장되는 플라이트 입구 섹션, 및 상기 입구 섹션 말단에서부터 상기 베어링 구조물로 연장되는 플라이트 중앙 섹션을 가지며, 상기 축 방향 보어는 상기 입구 섹션 말단에서 실질적으로 끝나고,
상기 나선형 플라이트 섹션 중 적어도 일부는 상기 샤프트로부터 바깥쪽으로 연장되는 1쌍의 대향하는 이격된 벽 세그먼트, 및 상기 대향하는 벽 세그먼트 사이에 중공 나선형 영역을 가지며,
상기 나선형 플라이트는 상기 플라이트의 길이를 따라 내부 나선형 그루브를 가지며 외부 그루브 개방 단부 및 내벽을 가지며, 상기 내벽을 통한 일련의 이격된 구멍이 상기 나선형 그루브를 상기 중공 코어와 연통시키고; 및
상기 내벽으로부터 이격되고 상기 외부 그루브 개방 단부를 폐쇄하는 외벽을 갖는, 처리 디바이스를 위한 스크루.A screw for a processing device, the screw for the processing device comprising:
An elongated, axially rotatable shaft having a hollow core, having a connecting end operable to engage a drive and the screw, and a bearing structure at an opposite end of the shaft, delivering a heat exchange medium through a bore into the hollow core. a shaft having an axial bore allowing insertion of a tube; and
comprising elongated helical flights extending outwardly from the shaft along its length,
the screw has a flighted inlet section extending from the connecting end to one distal end, and a flighted central section extending from the inlet section distal end to the bearing structure, the axial bore substantially ending at the inlet section distal end,
At least some of the helical flight sections have a pair of opposing spaced apart wall segments extending outwardly from the shaft, and a hollow helical region between the opposing wall segments,
the helical flight has an internal helical groove along the length of the flight and has an external groove open end and an inner wall, wherein a series of spaced holes through the inner wall communicate the helical groove with the hollow core; and
A screw for a processing device having an outer wall spaced apart from the inner wall and closing the outer groove open end.

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